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発明の名称 シート材給送装置および画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−182320(P2007−182320A)
公開日 平成19年7月19日(2007.7.19)
出願番号 特願2006−2750(P2006−2750)
出願日 平成18年1月10日(2006.1.10)
代理人 【識別番号】100085006
【弁理士】
【氏名又は名称】世良 和信
発明者 仲川 智仁
要約 課題
簡単な構成で、限られた装置の幅で給紙カセットの回動を可能とするシート材給送装置および画像形成装置を提供する。

解決手段
省スペース化のために、給紙カセット7の回動に連動して搬送ガイド部13を退避する構成にする。給紙カセット7の回動中心を画像形成装置内部に最適配置して給紙カセット7の回動軌跡を装置本体の幅以下として、実質の装置の大きさである給紙カセットが回動する占有面積を最小限とする。給紙カセット7を開く際、収納しているときより低い位置に構成し、閉める際の衝撃の緩和を単純な構成で可能とする。また、給紙カセット7の回動中心は装置本体の枠体と一体構造と、高剛性,高精度を両立する構成とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
シート材を積載する給紙カセットと、
前記給紙カセットから給送されるシート材を搬送する搬送部とを備え、
前記給紙カセットを装置本体に対して回動自在に支持し、該給紙カセットを回動することにより装置本体に対して引き出し可能としたシート材給送装置であって、
前記給紙カセットを引き出す時の回転動作に連動して前記搬送部が退避するように構成されている
ことを特徴とするシート材給送装置。
【請求項2】
前記給紙カセットの回動中心は、前記装置本体の内部かつシート材搬送方向と平行するシート材中央ライン近傍に配置され、前記給紙カセットの回動軌跡が前記装置本体の幅以下であることを特徴とする請求項1記載のシート材給送装置。
【請求項3】
前記給紙カセットを回動させて引き出す際に、前記給紙カセットが前記装置本体に収納されている位置より低い位置になる
ことを特徴とする請求項1または2記載のシート材給送装置。
【請求項4】
前記給紙カセットを引き出す際に前記給紙カセットをより低い位置に移動させるために、前記給紙カセットまたは前記装置本体の一方にガイドカムを設け、他方に前記ガイドカムに摺接する突起を設ける構成とし、前記給紙カセットを収納操作する際に前記ガイドカムと前記突起とにより操作反力が生じるようにする
ことを特徴とする請求項3記載のシート材給送装置。
【請求項5】
前記給紙カセットは前記装置本体から着脱自在に構成され、前記給紙カセットが最大回動位置近傍に回動した際に前記給紙カセットが着脱可能となる
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のシート材給送装置。
【請求項6】
前記給紙カセットの回動中心は前記装置本体の枠体と一体構造である
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のシート材給送装置。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれか1項記載のシート材給送装置と、
前記シート材給送装置により給送されるシート材に画像を形成する画像形成部とを有する
ことを特徴とする画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置にシート材を供給するためのシート材給送装置に関する。
【背景技術】
【0002】
シート材(用紙)を積載収納した給紙カセットを、装置本体に対して装置内における給紙方向と直交する方向から挿入装着・引き出し操作する方式(以下、フロントローディング方式)のシート材給送装置は種々提案されている。
【0003】
例えば、特許文献1においては、シート材を積載収納した給紙カセットを本体装置に対して装置内における給紙方向と直交する方向から挿入装着・引き出し操作する給紙装置について、給紙カセットと給紙ローラと本体装置の横レジや位置決めの構成が開示されている。
【0004】
また、装置手前側に回動する給紙カセットも開示されている。例えば、特許文献2には、機器本体の正面と側面との双方にまたがる領域に、カセット装着室に通じる挿入口を設けた構成が記載されている。また、カセット装着室の底面には、挿入口から内部に向けて湾曲したガイド溝と、カセットの底面にはガイド溝に沿って滑動する滑動子とが設けられている。そして、挿入口から内部に向けて湾曲したガイドレールと、カセットの底面にガイドレールに沿って転動する転動体とを設けることによって、小型化、操作性の向上化が図られている。
【0005】
また、特許文献3においては、シート材給送装置をフロント側に引き出し、さらに回動して装置本体フロント側を開放可能としている。これにより、シート材の補給および用紙搬送路中での紙詰まり除去を、全て装置本体の前面のスペースにて行うことができ、小型化、操作性向上を図っている。
【特許文献1】特開平7−223744号公報
【特許文献2】特開平4−246030号公報
【特許文献3】特開平11−11699号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1においては、給紙方向と直交する方向に移動可能な構成なので、シート材が多数枚積載されている際は、カセット挿入操作時に、シート材の慣性により直交する方向にカセットが微動してしまう。そのため、調整機構が備わっているものの、シート材の枚数やユーザの操作力に影響され、精度良く安定して位置決めされない問題がある。また、調整機構によるパーツにより複雑でコストがアップする問題もある。
【0007】
特許文献2においては、カセット着脱時の軌跡を小さくするために、ガイドレールと転動体を必要とするので、コストアップの問題がある。さらに、カセットが動く領域の装置本体の外枠フレームを一部切り欠いており、装置の剛性が低くなってしまう。剛性が低いと、機能部品間の精度が安定維持できなくなり、画像不良や低寿命化などの問題が生じることもある。
【0008】
特許文献3においては、フロント側に引き出すためのレールやロック機構の部品を必要とし、コストがアップする問題がある。また、特許文献3に記載された技術においては、多数の部品を介しているので、特許文献1と同様に、シート材の位置決め精度が悪くなる
問題もある。
【0009】
したがって、この発明の目的は、簡単な構成で、限られた装置の幅で給紙カセットを回動可能にするシート材給送装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、この発明は、シート材を積載する給紙カセットと、前記給紙カセットから給送されるシート材を搬送する搬送部とを備え、前記給紙カセットを装置本体に対して回動自在に支持し、前記給紙カセットを回動することにより装置本体に対して引き出し可能としたシート材給送装置であって、前記給紙カセットを引き出す時の回転動作に連動して前記搬送部が退避するように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0011】
この発明によれば、スライドレールや位置決めロック機構などの複雑で多数の部品を必要とすることなく、シンプルでローコストな構成で、カセットの回動に連動して搬送部を退避することで限られた装置の幅でカセットの回動が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【0013】
(第1の実施形態)
以下、この発明の第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1に、この発明の第1の実施形態によるシート材給送装置のカセット引き出し機構を示す。また、図2に、本発明の第1の実施形態によるシート材給送装置を備えた画像形成装置の全体を示す。
【0014】
図2に示すように、符号1は画像形成装置である。画像形成装置1は、シート材給送装置Aと、このシート材給送装置Aによって給送されるシート材に画像を形成する画像形成部2とを備えている。シート材給送装置Aは下部に配置され、その上に画像形成部2が配置され、その上部に原稿の画像を読み取るための画像読取部3が配置されている。
【0015】
シート材給送装置Aは、多数枚のシート材を積載する上下2段の給紙カセット7,8を備えている。給紙カセット7,8の内に積載されるシート束は一枚一枚分離して給紙され、搬送ローラ6によって導かれて画像形成部2に進行する。そして、このシート束は、画像形成部2において、シート材16に画像が形成され、排紙ローラ5によって排出トレイ4に排紙される。
【0016】
給紙カセット7,8はシート材16のサイズの違いで使い分ける。本実施形態においては2段カセットであるが、段数はこれに限定されない。また、ここでは給紙カセット7,8を画像形成装置正面側に向かって引き出し可能に構成している。
【0017】
図1は、本発明で最も特徴的なシート材給送装置の給紙カセット引き出し機構を示している。この図1は上段の給紙カセット7の上視概略図である。下段の給紙カセット8も同様の構成なので、特に図示せず、以下の説明においては上段の給紙カセット7について説明する。
【0018】
すなわち、シート材給送装置Aは、シート材16を積載する給紙カセット7と、給紙カセット7から給送されるシート材16を搬送する搬送部を構成する搬送ガイド部13とを
備えている。給紙カセット7は、装置本体に対してガイド支点軸20を中心に回動自在に支持され、給紙カセット7を回動することにより装置本体に対して開操作,収納操作可能となっている。
【0019】
給紙カセット7は桶状のフレーム構成をしており、給紙カセット7の内部には複数のシート材16が載置され、給紙方向に対して横側の端面をガイドする一対のサイドガイド17,18が配置されている。図7に示すように、サイドガイド17,18は、ラックギア37,38を介し、ピニオンギア36により、スライド連動可能となっている。また、シート材16の後端面をガイドするスライド自在の後端ガイド19が配置されている。
【0020】
ガイド支点軸20は給紙カセット7の底下面の一部に形成されている。ガイド支点軸20の位置は、装置本体内部でかつシート材搬送方向と平行するシート材中央ラインN上に配置されている。
【0021】
この第1の実施形態においては、給紙方向端部付近に配置されている。このガイド支点軸20の位置は画像形成部2の画像中心(主走査方向中心)に対応し、サイドガイド17,18に対しての位置精度も保証されている。
【0022】
ガイド支点軸20は、画像形成装置本体のフレームから形成される軸受部32に支持されている。軸受部32も画像形成部2の画像中心(主走査方向中心)に対して位置精度が保証されている。軸受部32は一部開いており、開口部には連続的に手前側が開く形に壁状のガイド23、31が形成され、全体として釣鐘状となっている。
【0023】
ガイド支点軸20は一対の平行なカット面を有する二面幅カット形状をしており、給紙カセット7が画像形成装置に収納されているホームポジション(実線)においては、給紙カセット7は位置決め固定される。
【0024】
給紙カセット7を約90度回転した位置(2点破線)においては、二面幅カット形状も90度回転し、カット面で挟まれた最小幅部が軸受部32の開口部と一致して外れる位置にくる。ガイド支点軸20を装置内部に配置したことで、給紙カセット7の旋回半径を小さくし、旋回占有面積を極小に留めている。
【0025】
特に、シート材センターに配置することで、給紙カセット7の旋回占有面積を極小に留め、実質的に装置の小型化が可能となっている。この第1の実施形態においては、ガイド支点軸20が給紙側に寄っているが、給紙側に限定されるものではなく、シート材中央ラインN近傍の配置であれば、同様の効果が得られる。
【0026】
また、画像形成装置1の装置本体を形成する外枠フレーム1a(図中斜線域)は、給紙カセット7の旋回領域外に領域に形成しているが、サイドを切り欠くことなく形成できるので、限られたスペースで最大限の剛性を発揮している。斜線部の外枠フレームは合成樹脂や金属で構成され、図示しないローラや感光ドラムなど、画像形成のための機能部品間の精度を安定して維持し、安定した画像形成や高寿命の効果がある。
【0027】
給紙カセット7のシート給送方向後端側にはコロ21,22が配置され、給紙カセット7が回動しているときには、本体フレーム1b上を転がる。コロ21,22がガイド支点軸20に向くようにコロ軸21a,22aを傾けて配置されている。給紙カセット7のホームポジションにおいては、コロ21,22は本体フレーム1bに設けられたスロープ29,33を上った位置にくる。
【0028】
給紙カセット7の反対側には装置正面に補助カバー9が配置される。補助カバー9はカ
バーリングとともに、符号11を中心に回動し、バネ(図示せず)によって、通常は図中実線の位置に存在する。
【0029】
給紙カセット7が回動すると同時に連動して補助カバー9も回動する。補助カバー9の先端にはガイドコロ12が配置され、補助カバー9が回動すると、搬送ガイド部13を移動させる。搬送ガイド部13は、回転支点軸14,15を備え、通常はバネ(図示せず)によって図中実線の位置に存在する。
【0030】
図3に、装置正面からの給紙カセット7を示す。図3に示すように、給紙カセット7には複数枚のシート材16が載置され、上部からピックするピックローラ24と、一枚一枚分離して給紙する分離ローラ25および対向する位置に分離パッド26が配置され、バネ27によって所定の分離圧を発生させている。
【0031】
分離して給紙すると、シートは搬送ガイド部13へ進み、上方に湾曲したパス13aを通って上方の搬送ローラ6へ導かれる。搬送ガイド部13には下段の給紙カセット8からの給紙シート材をガイドする垂直のパス13bも形成され、合流パスを形成したユニット構成である。搬送ガイド部13は下端の回転支点軸15を中心に、垂直状態から水平状態に、符号28の方向に回動可能としている。例えば、給紙カセット7にシート材16を補給しようと、給紙カセット7を引き出すと、給紙カセット7の回動に連動して補助カバー9が回動し、さらに搬送ガイド部13が退避するように下方に回動する。そのため、搬送ガイド部13が給紙カセット7や補助カバー9に干渉することはない。
【0032】
この第1の実施形態においては、搬送ガイド部13が給紙カセット7の連動により退避している。なお、搬送ガイド部13だけでなく、搬送ローラ6も同時に退避させるようにしてもよい。また、搬送ガイド部13の退避部は主操作方向手前側領域だけの部分的な退避構成とすることも可能である。すなわち、給紙カセット7の引き出し時の回転動作に連動して搬送部の少なくとも給紙カセットの回転軌跡と干渉する部分が退避する構成とする。
【0033】
図4は、給紙カセット7が45度ほど回動した位置を示している。補助カバー9が連動し、搬送ガイド部13が退避している状態で、この位置ではシート材16が載置される領域が全面露出しないが、手前側のサイドガイド18は、十分に操作できる位置まで引き出されている。このサイドガイド18を操作すれば、前述のラックアンドピニオン機構でサイドガイド17の奥側が連動するため、奥側に位置するサイドガイド17を握って操作する必要はなく、操作するための最小限のスペースである。
【0034】
また、後端ガイド19も手前側に引き出されているので、十分に操作できる。シート材16の補充および取り出し操作に関して、図においてはA3サイズであるが、シート材束のほぼ中央部が装置から出ているので、補充可能であり、最小限のスペースでユーザが操作できる。また、スモールサイズのシート、例えばA4サイズやB5サイズなどに関しては、片手で操作できるため十分な操作スペースである。特に、シート材16を載せるために、給紙カセット7の全面を引き出して装置外に露出することはなく、給紙カセット7の回動中心位置の最適化により、装置本体の占有面積を最小限に抑えることができる。
【0035】
図5に、給紙カセット7が90度ほど回動した位置を示す。図5に示す位置が給紙カセット7のガイド支点軸20が軸受部32から外れる位置なので、給紙カセット7の抜き差しによる着脱が可能となる。この位置は給紙カセット7の最大開き位置である。通常、この位置までユーザが給紙カセット7を開けることはない。ところが、製造組み立て時、サービスメンテナンス時はこの位置まで回動が必要で、図6の示すように、給紙カセット7を符号35の方向に抜くことができる。逆に給紙カセット7を挿入する際には、壁状のガ
イド23,31は軸受部32の端部のガイド支点軸20をガイドできるように釣鐘状に広がった形状をしている。
【0036】
図8から図10に、給紙カセット7のガイド支点軸20と軸受部32を示した詳細左視部分図を示す。図8は給紙カセット7がホームポジションの時を示しており、ガイド支点軸20は軸受部32によって位置決めされている。ガイド支点軸20の近傍には突起34が配置され、軸受部32の壁上面に当接している。突起34は給紙カセット7の回動により、軸受部32の壁上面や斜面を形成するガイドカム面39上を移動できる。よって、図8のホームポジションでの給紙カセット7の高さ方向の位置は突起34が軸受部32の壁上面に載ることで決まっている。
【0037】
図9に給紙カセット7が45度回動した状態を示す。図9に示すように、斜面のガイドカム面39上に突起34が載っている。すなわち、給紙カセット7を開く操作によって、給紙カセット7が高さ方向で下方に移動する。逆に、給紙カセット7を閉める操作では、閉めるに連れて上方に移動し、ホームポジションに落ち着く。給紙カセット7を閉める操作に連れて給紙カセット7が上方に移動するので、操作反力が生じ、閉まるときの衝撃を和らげる効果があり、ダンパー機能を有している。衝撃が減少することで、給紙カセット7やシート材16の束の慣性によって、シート材16の束がずれることはなく精度良く位置決めすることができる。
【0038】
また、ガイド支点軸20の位置はシート材サイズのほぼ中央の位置に対応し、サイドガイド17,18に対しての位置精度が保証される。軸受部32も画像形成部2の画像中心(主走査方向中心)に対して位置精度が保証されている。そのため、従来技術による横レジ調整機構を必要とすることなく、シンプルな構成で、ローコストかつ完全無調整が可能となる。シート材センターと位置が保証されるガイド支点軸20とが同一ライン上にあることにより、精度が保証される。
【0039】
この第1の実施形態においては、給紙カセット7の自重により閉める際の操作反力を発生してダンパー機能としているが、ダンパー機能として、専用のダンパー、例えば、バネやゴムダンパー、オイルダンパーなどを配置し、閉める寸前にだけ操作反力が作用する構成にしてもよい。
【0040】
図10においては、給紙カセット7が90度回動した時を示し、ホームポジションより低い平面に突起34が載っている。この位置が給紙カセット7の高さ方向に移動できる最下位置である。そして給紙カセット7を抜き差しできる位置であり、抜き差しするときには、給紙カセット下部の突起34は、軸受のガイド23の上面を滑りながら移動する。通常のユーザ操作時において、給紙カセット7は大きく開いても60度程度までであり、上述の機構により給紙カセット7が外れることはなく、誤って給紙カセット7が落下することはない。90度の位置に限定して給紙カセット7の抜き差しを可能としているので、信頼性とメンテ性を向上している。
【0041】
図11に、給紙カセット7のコロ21,22の詳細図を示す。図11に示すように、給紙カセット7の回動操作により、コロ21,22が従動回転し給紙カセット7の操作力を低減している。また閉める操作によりスロープ29を上り、クボミ30(ロック機構)にコロ21が落ち着く。クボミ30に落ち着く位置は給紙カセット7のホームポジションであり、給紙カセット7の高さ方向の位置が決まる。
【0042】
したがって、給紙カセット7は突起34をコロ21、22の3点によって高さの位置が決まる。また、突起34と軸受部32と同様に、スロープ29により操作反力が生じるので、閉まるときの衝撃を和らげる効果がある。また、専用のレールやロック機構を必要と
しないので、シンプルでローコストの効果がある。
【0043】
(第2の実施形態)
次に、この発明の第2の実施形態による給紙カセットを備えた画像形成装置について説明する。図12に、この第2の実施形態によるシート材給送装置を備えた画像形成装置を示す。
【0044】
この第2の実施形態においては、第1の実施形態におけると同様に、画像形成装置101上方には画像読取装置103が配置されている。画像形成装置101の画像形成部102の下方には、給紙カセット107,108を備えたシート材給送装置A1が配置される。なお、斜線部は画像形成装置の外枠フレーム構造150である。
【0045】
給紙カセット107内のシート材116は給紙ローラ124,125によって給紙され、搬送パスユニット113を通って搬送ローラ106で搬送される。さらに、画像形成部102で画像が形成され、装置外に排出される。
【0046】
給紙カセット107の回動中心である支点軸132は、装置の反給紙方向端部かつ手前側端部に位置し、外枠フレーム構造150と一体構成で二面幅カット形状である。そして、給紙カセット107の回動中心がフレーム枠体と一体構成なので、高い精度維持が可能となる。
【0047】
また、支点軸132と回転自在に嵌合する給紙カセット107のヒンジ部120は一部が開口するC形状をしており、給紙カセット107が90度回動した際に給紙カセット107が装置から外れる構成となっている。
【0048】
さらに、給紙カセット107の端部にはそれぞれコロ121,122,123が配置され、第1の実施形態と同様に、ホームポジションでは高さ方向の位置が決まり、給紙カセット107を開く操作によって、スロープ(図示せず)を下って給紙カセット107が下方に移動する。
【0049】
また、給紙カセット107の引き出し時の回転動作に連動し、搬送部を構成する搬送パスユニット113は、符号150の方向に移動し、給紙カセット107の回転軌跡から外れた点線で示す位置に退避する。
【0050】
このように、給紙カセット107の回動軌跡と干渉する搬送パスユニット113を退避することで、装置幅を大きくすることなく給紙カセット107の回動が可能となる。したがって、限られたスペースを最大に生かし、給紙カセット107の回動によって切り欠くことが無い高剛性フレーム構成が可能となる。
【0051】
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本発明の第1の実施形態によるシート材給送装置の上視図である。
【図2】本発明の第1の実施形態によるシート材給送装置を備えた画像形成装置の概略正面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態による給紙カセット部の一部を破断して示す拡大詳細正面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態によるシート材給送装置の開操作途中の給紙カセットの状態を示す上視図である。
【図5】本発明の第1の実施形態によるシート材給送装置の最大開き位置近傍の給紙カセットを示す上視図である。
【図6】本発明の第1の実施形態による図5における最大開き位置の給紙カセット離脱状態を示す上視図である。
【図7】本発明の第1の実施形態によるシート材給送装置のサイドガイドのスライド機構を示す上視図である。
【図8】本発明の第1の実施形態による給紙カセット回動部のカム機構の説明図である。
【図9】本発明の第1の実施形態による図8における給紙カセット回動部のカム面の移動状態の説明図。
【図10】本発明の第1の実施形態による図8の給紙カセット回動部のカム面のさらに移動した状態を説明するための図である。
【図11】本発明の第1の実施形態による給紙カセットのコロとそのガイド部を説明するための図である。
【図12】本発明の第2の実施形態によるシート材給送装置を示し、図12Aは上視図、図12Bはシート材給送装置を備えた画像形成装置の断面の正面図である。
【符号の説明】
【0053】
1 画像形成装置
1a 外枠フレーム
1b 本体フレーム
2 画像形成部
3 画像読取部
4 排出トレイ
5 排紙ローラ
6 搬送ローラ
7,8 給紙カセット
9 補助カバー
12 ガイドコロ
13 搬送ガイド部
13a パス
13b パス
14,15 回転支点軸
16 シート材
17,18 サイドガイド
19 後端ガイド
20 ガイド支点軸
21,22 コロ
21a,22a コロ軸
23,31 ガイド
24 ピックローラ
25 分離ローラ
26 分離パッド
27 バネ
29,33 スロープ
30 クボミ
32 軸受部
34 突起
36 ピニオンギア
37,38 ラックギア
39 ガイドカム面




 

 


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